JP2016091832A - 電気配線部材の製造方法、および電気配線部材 - Google Patents

Abstract

【課題】エッチングコントロール性は維持しつつ、黒化層の材料としてエッチングスピードが銅配線に近いものを探査することにより、銅配線と黒化層の積層構造を有する電気配線部材の製造方法、および電気配線部材を提供する。【解決手段】本発明の電気配線部材の製造方法は、基材の少なくとも一方の主面上にＣｕ層３とＣｕＮＯ系黒化層（２ａ、２ｂ）との積層膜６を形成する工程と、積層膜６上の所定領域にレジスト層４ａを形成する工程と、積層膜６をエッチング液に接触させることにより積層膜６の一部領域を除去する工程とを有するものである。【選択図】図８

Description

本発明は、電気配線部材の製造方法、および電気配線部材に関するものであり、例えば、タッチパネルや電磁波シールド材に形成されている電気配線部材に関するものである。

近年、表示装置の機能高度化と利用増加に伴い、表示装置の表面に取り付けられるタッチパネルや電磁波シールド材の改良開発の必要性が増している。例えば、表示装置の表面に取り付けられるタッチパネルの分野では、配線材料としてこれまで主に使用されてきた導電性透明材料（ＩＴＯやＩＺＯ等）に代わり、コストバランスに優れ、またＩＴＯやＩＺＯ等に比べて抵抗値が１〜２桁低い銅配線を用いる検討がなされている。銅配線を用いる場合は、タッチパネルを外部から視認した際に、銅配線の表面反射により銅配線の存在が目立ってしまうので、これを防止するため、銅配線の表面を黒化処理がなされる。電磁波シールド材の分野においても、同様の目的で、銅配線パターンの表面は黒化処理されている。

タッチパネルや電磁波シールド材の製造過程において黒化処理を含む製造手法は様々あり、例えば以下に示すような方法が知られている。

例えば、特許文献１には、透明基材の一面側に銀粒子及びバインダー樹脂を含む導電性組成物からなる導電性パターン層を有する積層体を準備する工程、及びテルルが溶解された塩酸溶液であり、該塩酸溶液中におけるテルルの濃度（酸化物換算濃度）が０．０１〜０．４５重量％であり、塩酸濃度が０．０５〜８重量％である金属黒化処理液に、前記積層体を接触させて、黒化層を形成する工程を含む透明導電材の製造方法が記載されている。

また、特許文献２には、前処理槽で導電性基材の脱脂もしくは酸処理等の前処理を行い、その後、めっき槽で、導電性基材上に金属を析出さ、さらに、水洗槽、黒化処理槽、水洗槽、防錆処理槽、水洗槽を順次通して、それぞれで、導電性基材上に析出した金属の表面を黒化する方法が記載されている。

さらに、特許文献３には、金属又は合金の層と該層上に形成された黒化層を有する上部センサー電極のメッシュ状導電性細線を以下のステップにより形成することを特徴とするタッチパネルの製造方法であって、透明基体上に金属層又は合金層を形成するステップ、金属層又は合金層に電極パターンを形成するステップ、金属層又は合金層の上に黒化層を形成するステップ、電極以外の部分の黒化層を除去するステップを含むものが記載されている。

特開２０１１−８２２１１号公報 特開２０１３−２３９７２２号公報 特開２０１２−９４１１５号公報

銅配線（Ｃｕ層）と黒化層との積層構造を使用する技術においては、銅配線、黒化層という化学的性質の異なる材料をエッチングによりパターニングする際、銅配線と黒化層とのエッチングスピードの違いから、エッチング量に偏りが生じてしまうことが問題となる。例えば、（Ａ）銅配線のエッチングスピードが黒化層のエッチングスピードよりも早ければ、Ｃｕ層が広い面積にわたって除去されてしまいやすくなるため、銅配線が細くなり、その結果として電気抵抗が上がってしまう。他方、（Ｂ）黒化層のエッチングスピードが銅配線のエッチングスピードよりも早ければ、黒化層が広い面積にわたって除去されてしまいやすくなるため、銅配線の表面の一部は、黒化層によりカバーされきれずに露出してしまう。そのため、黒化層の本来の目的である銅配線の表面反射抑止が不十分となる。銅配線をパターニングするためのエッチング液と、黒化層をパターニングするためのエッチング液とを別々に用いることも考えられるが、その場合はエッチング工程が増え、工程が煩雑となることも大きな課題であった。

通常は、銅配線に比べると黒化層の方がエッチングされにくいため、上記（Ａ）、すなわち銅配線が細くなり、電気抵抗が上がってしまうこととなる。エッチング液に工夫を加えることも考えられるが、例えば浸蝕力の強いエッチング液を用いてしまうと、エッチングコントロール性が低くなるため、近年要求される線幅の細い銅配線に適用しようとすると、設計通りの線幅を保てなくなる。

かかる事情に鑑み、本発明は、エッチングコントロール性は維持しつつ、黒化層の材料としてエッチングスピードが銅配線に近いものを探査することにより、銅配線と黒化層の積層構造を有する電気配線部材の製造方法、および電気配線部材を提供することを目的とするものである。

本発明者が、銅配線の材料であるＣｕ層と、黒化層との積層により構成される種々の膜をウエットエッチングにより一部領域を除去する試験を行ったところ、エッチングコントロール性を維持しつつ、エッチングスピードがＣｕに近い黒化層の材料として、ＣｕＮＯ系の組成物（ＣｕＮＯ、ＣｕＯ、ＣｕＮ）を用いると良いことを見いだした。

上記課題を解決し得た本発明の電気配線部材の製造方法は、基材の少なくとも一方の主面上に、Ｃｕ層とＣｕＮＯ系黒化層との積層膜を形成する工程と、前記積層膜上の所定領域にレジスト層を形成する工程と、前記積層膜をエッチング液に接触させることにより前記積層膜の一部領域を除去する工程とを有するものである。Ｃｕ層とＣｕＮＯ系黒化層のエッチングスピードが近いため、Ｃｕ層とＣｕＮＯ系黒化層との積層膜の一部領域をエッチング除去することにより残存するＣｕ層の幅と、残存するＣｕＮＯ系黒化層の幅を近いものとすることができる。そのため、Ｃｕ層が狭くなり過ぎることによる電気抵抗の上昇、或いは、黒化層が狭くなり過ぎることによるＣｕ層の露出という問題を改善することができる。

上記電気配線部材の製造方法において、ＣｕＮＯ系黒化層がＣｕＮＯ黒化層であることが好ましい。銅配線と黒化層とのエッチングスピードを、より近くし得るからである。

上記電気配線部材の製造方法において、ＣｕＮＯ黒化層をＣｕＮｘＯｙ層（０．０１≦ｘ≦０．０５，０．０１≦ｙ≦０．３５）とすることがさらに好ましい。

上記電気配線部材の製造方法において、前記ＣｕＮＯ系黒化層を形成する工程は、少なくとも窒素ガスおよび酸素ガスが存在する雰囲気中でＣｕをスパッタリングすることにより行われることが好ましい。

上記電気配線部材の製造方法において、前記基材の少なくとも一方の主面上に、第１ＣｕＮＯ系黒化層、該第１ＣｕＮＯ系黒化層上にＣｕ層、該Ｃｕ層上に第２ＣｕＮＯ系黒化層が形成されていることが好ましい。

上記電気配線部材の製造方法において、前記積層膜中のＣｕＮＯ系黒化層の合計膜厚は、１０〜４００ｎｍとすることが好ましい。

上記電気配線部材の製造方法において、前記積層膜の一部領域を除去する工程により、前記積層膜をメッシュパターンにすることが好ましい。電気配線部材の光透過率を上げるためである。

上記課題を解決し得た本発明の電気配線部材は、基材と、該基材の少なくとも一方の主面上に形成されている、Ｃｕ層とＣｕＮＯ系黒化層との積層膜とを有し、該積層膜は、パターニングされているものである。

上記電気配線部材において、前記ＣｕＮＯ系黒化層がＣｕＮＯ黒化層であることが好ましい。

上記電気配線部材において、前記ＣｕＮＯ黒化層がＣｕＮｘＯｙ層（０．０１≦ｘ≦０．０５，０．０１≦ｙ≦０．３５）であることが好ましい。

上記課題を解決し得た電気配線部材の製造装置は、密閉筐体と、該密閉筐体内に形成された基材巻き出しリールと、基材巻き取りリールと、該密閉筐体内に形成された第１区画室と、該第１区画室に隣接する第２区画室と、該第２区画室に隣接する第３区画室とを有し、前記第１〜第３区画室のいずれにもＣｕターゲット材が配置されており、前記第１〜第３区画室のいずれか少なくとも一つに、酸素ガスおよび／または窒素ガスの導入口が形成されているものである。

上記電気配線部材の製造装置において、前記導入口が、前記第１および第３区画室に形成されていることが望ましい。

本発明では、Ｃｕ層とＣｕＮＯ系黒化層のエッチングスピードが近いため、Ｃｕ層とＣｕＮＯ系黒化層の積層膜の一部をエッチング除去することにより、残存するＣｕ層の幅と残存するＣｕＮＯ系黒化層の幅を近いものとすることができる。そのため、Ｃｕ層が狭くなり過ぎることによる電気抵抗の上昇、或いは、黒化層が狭くなり過ぎることによるＣｕ層の露出、およびＣｕ層からの反射光の増大という問題を改善することができる。また、ＣｕＮＯ系黒化層とＣｕ層のエッチング速度が近いことから、従来のようにＣｕ層と黒化層の層毎に複数回に分けたウエットエッチングを行う必要がなくなる。

図１は、本発明の実施の形態にかかる静電容量式タッチセンサの平面図である。 図２は、本発明の実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の工程断面図である。 図３は、本発明の実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の工程断面図である。 図４は、本発明の実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の工程断面図である。 図５は、本発明の実施の形態の電気配線部材の製造方法に適用できるスパッタリング装置の断面図である。 図６は、本発明の実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の工程断面図である。 図７は、本発明の実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の工程断面図である。 図８は、本発明の実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の工程断面図である。 図９は、本発明の実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の工程断面図である。 図１０は、一般的な黒化層を用いた電気配線部材の製造方法の工程断面図である。 図１１は、一般的な黒化層を用いた他の電気配線部材の製造方法の工程断面図である。 図１２は、本発明の実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の工程断面図である。 図１３は、本発明の実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の工程断面図である。 図１４は、本発明の他の実施の形態にかかる電気配線部材の断面図である。 図１５は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる電気配線部材の断面図である。 図１６は、図９に対応する電気配線部材の表面の光学顕微鏡写真である。 図１７は、図１０に対応する電気配線部材の表面の光学顕微鏡写真である。 図１８は、図１１に対応する電気配線部材の表面の光学顕微鏡写真である。 図１９は、ＸＰＳ分析により得られた測定対象である被検膜の表面からの深さと、測定される原子密度（％）との関係を示すものである。 図２０は、実施例で用いた試料をエッチング処理後に、ＣｕＮ黒化層側から撮影したＳＥＭ写真である。 図２１は、実施例で用いた試料をエッチング処理後に、ＣｕＮＯ黒化層側から撮影したＳＥＭ写真である。

以下、実施の形態に基づき本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施の形態によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。また、図面における種々部材の寸法比は、本発明の特徴を理解に資することを優先しているため、実際の寸法比とは異なる場合がある。

本発明は、タッチパネルや電磁波シールド材等の用途に限らずＣｕＮＯ系黒化層を有する電気配線部材に適用し得るが、ここでは、静電容量式タッチセンサを例にしながら本発明を説明する。

図１は、本発明の電気配線部材の一例である静電容量式タッチセンサ１００の平面図である。図１に示すように、本実施形態にかかる静電容量式タッチセンサ１００は、例えばポリカーボネートからなる樹脂シート１１１と、樹脂シート１１１の表面に形成され、縦方向のキー入力を検出するための導電部１１２と、樹脂シート１１１の裏面に形成され、横方向のキー入力を検出するための導電部１１３と、コネクタ部１１５と、各導電部１１２，１１３とコネクタ部１１５とを接続するリード電極１１４とを主として備えている。コネクタ部１１５は制御部１１６に接続されており、静電容量式タッチセンサ１００の動作は制御部１１６により制御されている。各導電部１１２，１１３は、光の透過を可能とするため、図１における一部拡大図に示すように、メッシュパターンで形成されている。メッシュパターンの他にも、ストライプパターン、ストライプが波状となっているウェーブパターン、その他、複数の孔を有するパンチングパターンとすることもできる。

樹脂シート１１１の表裏に形成される各導電部１１２，１１３はＣｕ層により形成されているが、Ｃｕ層による光の反射を抑えるため、各導電部１１２，１１３には、黒化層が形成される。樹脂シート１１１の表裏に各導電部１１２，１１３が形成されている態様は、あくまでも本発明を適用し得る静電容量式タッチセンサの一例であり、以下、樹脂シート１１１（基材）の少なくとも一方の主面上にＣｕ層とＣｕＮＯ系黒化層との積層膜を形成する工程を含む本発明について説明する。

本実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法は、（１）基材の少なくとも一方の主面上にＣｕ層とＣｕＮＯ系黒化層との積層膜を形成する工程と、（２）積層膜上の所定領域にレジスト層を形成する工程と、（３）積層膜にエッチング液を接触させることにより積層膜の一部領域（Ｃｕ層の一部領域およびＣｕＮＯ系黒化層の一部領域）を除去する工程とを有するものである。本発明における「ＣｕＮＯ系黒化層」は、Ｃｕと、Ｎ（窒素）および／またはＯ（酸素）と、残部の不可避不純物とを含有する化合物であり、典型的には、ＣｕＮＯ、Ｃｕ_３Ｎ、ＣｕＯ、Ｃｕ_２Ｏの各組成物である。

Ｃｕ層とＣｕＮＯ系黒化層とを含む積層膜にエッチング液を接触させる工程において、ＣｕＮＯ系黒化層は、ウエットエッチングによるエッチングスピードが近いため、一定時間のウエットエッチングにより、Ｃｕ層とＣｕＮＯ系黒化層とは同程度の浸蝕を受ける。したがって、Ｃｕ層が狭くなり過ぎることによる電気抵抗の上昇、或いは、黒化層が狭くなり過ぎることによるＣｕ層の露出、およびＣｕ層からの反射光の増大という問題を改善することができる。

なお、上記工程においてＣｕ層を形成する工程と、ＣｕＮＯ系黒化層を形成する工程は、順不同であり先後は問わない。これらの工程により、少なくとも１層のＣｕ層と少なくとも１層のＣｕＮＯ系黒化層を形成することにより、基材の少なくとも一方の主面上にＣｕ層とＣｕＮＯ系黒化層との積層膜を形成する趣旨である。

以下、本実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の好ましい例について、図面を用いて詳細に説明する。図２〜４は、本実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の一部（上記（１））を示す工程断面図である。

（１）Ｃｕ層とＣｕＮＯ系黒化層の積層膜を形成する工程
図２に示すように、まず、基材１の少なくとも一方の主面上に第１ＣｕＮＯ系黒化層２ａを形成する。次に、図３に示すように、第１ＣｕＮＯ系黒化層２ａ上にＣｕ層３を形成する。さらに、図４に示すように、Ｃｕ層３上に第２ＣｕＮＯ系黒化層２ｂを形成する。これらの工程により、基材１の少なくとも一方の主面上に、Ｃｕ層とＣｕＮＯ系黒化層との積層膜が形成される。ＣｕＮＯ系黒化層は、基材１の少なくとも一方の主面上に少なくとも１層含まれていればよく、図３に示すように１層のみでもよいし、図４に示すように２層含まれていてもよい。但し、基材の少なくとも一方の主面上に形成されているＣｕＮＯ系黒化層の合計膜厚は、１０〜４００ｎｍとすることが好ましい。より好ましくは、１８〜２００ｎｍであり、更に好ましくは３６〜１２０ｎｍである。ＣｕＮＯ系黒化層１層あたりでは、５〜２００ｎｍとすることが好ましく、より好ましくは９〜１００ｎｍ、更に好ましくは１８〜６０ｎｍである。

黒化層は、内部を伝搬する光の強度を減衰させる作用もあるが、主として、反射可視光の干渉の作用により反射光を抑えている要素がある。かかる干渉により反射可視光の強度を弱めるためには、厚さは上記範囲とすることが好ましい。以下、第１ＣｕＮＯ系黒化層２ａを単にＣｕＮＯ系黒化層２ａと記載し、第２ＣｕＮＯ系黒化層２ｂを単にＣｕＮＯ系黒化層２ｂと記載する場合がある。

Ｃｕ層３の厚さは、必要な電気伝導度を確保するため、例えば２０ｎｍ以上、好ましくは４０ｎｍ以上、さらに好ましくは６０ｎｍ以上とする。ただし、Ｃｕ層３が厚過ぎるとエッチングに時間がかかり過ぎてしまうため、例えば、２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは４００ｎｍ以下とする。

基材１に用いる材料としては、非導電物であれば特に制限は無いが、例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂（ＰＥＴ）、脂肪族環状ポリオレフィン系樹脂（ＣＯＰ）、ガラス、ポリカーボネート系樹脂（ＰＣ）、アクリル系樹脂（ＰＭＭＡ）等を用いることができる。電気配線部材を表示装置に使用する場合には、基材１は、実質的に透明であることが望ましい。基材１の厚さには特に制限がないが、例えば１５μｍ〜２００μｍ、好ましくは２０μｍ〜１５０μｍ、さらに好ましくは２５μｍ〜１２５μｍとする。

Ｃｕ層３やＣｕＮＯ系黒化層２ａ，２ｂを形成する方法に特に限定はないが、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等によって形成することができ、またＣｕ層の表面を改質することによっても形成可能である。本実施の形態では、例としてスパッタリング法を用いた積層膜形成法を説明する。

図５は、本実施の形態の電気配線部材の製造装置であるスパッタリング装置５０の断面図である。スパッタリング装置５０は、密閉筐体５１と、密閉筐体５１内に形成された基材巻き出しリール５２と、基材巻き取りリール５３と、密閉筐体５１内に形成された隔壁５４で区切られた第１区画室５５、第１区画室５５に隣接する第２区画室５６、第２区画室５６に隣接する第３区画室５７とを有している。第１区画室５５〜第３区画室５７のいずれにもＣｕターゲット材５８が配置されている。また、第１区画室５５と第３区画室５７には、酸素ガスおよび／または窒素ガスの導入口５９が形成されている。第２区画室５６には、Ｃｕターゲット材５８に衝突させるためのアルゴンガスの導入口６０が形成されている。なお、導入口５９においてもアルゴンガスを供給できる。導入口５９，導入口６０において、アルゴンガスの他にも、黒化層への窒素の取り込みを促進するために水素ガス（Ｈ_２）を導入することもできる。また密閉筐体５１には、低真空吸引口６６と高真空吸引口６７が設けられている。低真空吸引口６６は、例えば油回転真空ポンプ（図示せず）に接続されており、密閉筐体５１内をある程度の真空度まで素早く減圧することができる。高真空吸引口６７は、例えばターボ分子ポンプ（図示せず）に接続されており、密閉筐体５１内をスパッタリング可能な程度の高真空度まで減圧することができる。

基材巻き出しリール５２には、上述した基材１がロール状に保持されている。基材１は、基材巻き出しリール５２から出発して、ピンチロール６１、内ドラム６２、ピンチロール６３を経由して、最終的には基材巻き取りリール５３に巻き取られる。

第１区画室５５〜第３区画室５７に配置されているＣｕターゲット材５８は、所定の電位を加えるために導線６４によりコントローラ６５に接続されている。スパッタリング方法としては、直流電圧を２つの電極の間にかけるＤＣスパッタ、高周波をかけるＲＦスパッタ、その他、マグネトロンスパッタ、イオンビームスパッタを用いることもできる。

基材巻き出しリール５２から巻き出され、第１区画室５５内に進入する基材１は、Ｃｕターゲット材５８のスパッタリングによりＣｕの層が成膜されていく。この際、第１区画室５５には、導入口５９から酸素ガスおよび／または窒素ガスの供給を受けているため、基材１上に成膜されるのは、酸素（Ｏ）および／または窒素（Ｎ）原子を取り込んだＣｕ層であるＣｕＮＯ系黒化層２ａである（図２）。

次に、基材１が第２区画室５６に進入すると、Ｃｕターゲット材５８のスパッタリングによりＣｕ層３が成膜される（図３）。第２区画室５６には、不活性ガスであるアルゴンガスの導入口６０しか形成されていないため、Ｃｕ層３には、基本的には酸素および／または窒素は取り込まれない（不可避的に混入するものを除く）。

次に、基材１が第３区画室５７に進入すると、Ｃｕターゲット材５８のスパッタリングによりＣｕの層が成膜されていく。第１区画室５５の場合と同様に、第３区画室５７には、導入口５９から酸素ガスおよび／または窒素ガスの供給を受けているため、基材１上に成膜されるのは、酸素（Ｏ）および／または窒素（Ｎ）原子を取り込んだＣｕ層であるＣｕＮＯ系黒化層２ｂである（図４）。以上の工程により、Ｃｕ層３とＣｕＮＯ系黒化層（２ａ，２ｂ）との積層膜６が形成される。

同様の手順で、基材１の裏面側にもＣｕ層３とＣｕＮＯ系黒化層（２ａ，２ｂ）との積層膜６を形成することができる。例えば、上述の図４の工程まで終了して基材巻き取りリール５３に巻き取られた基材ロールを、基材１の裏面側がＣｕターゲット材５８側に向くように基材巻き出しリール５２にセットする。基材巻き出しリール５２から基材１を引き出し、ピンチロール６１、内ドラム６２、ピンチロール６３を経由して、最後に基材巻き取りリール５３にセットする。この状態でスパッタリング装置５０を運転することにより、図６に示すように、基材１の裏面側にも積層体６を形成することができる。

一つの製造装置の有効活用の観点からは、上記のように基材ロールを基材巻き取りリール５３から基材巻き出しリール５２に付け替える方法も好ましく実施し得るが、電気配線部材の製造速度を速める観点からは、同一の密閉筐体５１内に、基材１の裏面側にも成膜できる区画室（例えば、第３区画室５７に続く、第４区画室〜第６区画室（図示せず））を設けることや、スパッタリング装置５０とは別に基材１の裏面側にも成膜できる他のスパッタリング装置（図示せず）を設けることもできる。

上記説明において、第１区画室５５と第３区画室５７には、酸素ガスおよび／または窒素ガスの導入口５９を設けることとしたのは、図４に示すＣｕＮＯ系黒化層２ａ／Ｃｕ層３／ＣｕＮＯ系黒化層２ｂの順で積層膜６を形成するためであり、積層の順序によって、導入口５９の位置を、例えば第２区画室５６に適宜変更することができる。

（２）積層膜６上の所定領域にレジスト層を形成する工程
図７〜８は、本実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の一部（上記（３）の工程）を示す工程断面図である。まず、図７に示すように積層膜６上に、フォトレジスト層４を一様に形成する。フォトレジスト層４に用いられる材料にも特に制限はなく、半固体状（ペースト状）のものや固体状（フィルム状）のものを用いることができる。

次に、リソグラフィ法等を用いて、図８に示すようにフォトレジスト層４をパターニングする。フォトレジスト層を部分的に除去する工程は、典型的には、フォトレジスト層の一部に光を照射し、光が照射された部分を現像液により除去すること（ポジ型フォトレジスト）、或いは、光が照射されていない部分を現像液により除去すること（ネガ型フォトレジスト）により実現するものである。

（３）積層膜６の一部の除去工程
図９は、本実施の形態にかかる電気配線部材の製造方法の一部を示す工程断面図である。フォトレジスト層４ａに覆われず露出している積層膜６にエッチング液を接触させることにより積層膜６の一部（Ｃｕ層の一部およびＣｕＮＯ系黒化層の一部）を除去することができる。用いるエッチング液は、Ｃｕ層とＣｕＮＯ系黒化層の双方をエッチングできる限り特段の制限はないが、エッチングコントロール性をある程度維持するには、エッチング速度をコントロールすることが必要であり、そのためには、温度、濃度、ｐＨ等を調整することが望ましい。

本実施の形態においては、黒化層としてＣｕＮＯ系黒化層（２ａ，２ｂ）を用いているためにＣｕとのエッチングスピード差が小さく、図９のようにＣｕ層３とＣｕＮＯ系黒化層（２ａ，２ｂ）が同様の速さでエッチングされたために積層膜６が綺麗に垂直方向に開口されているが、ＣｕＮＯ系以外の黒化層を用いた場合には、Ｃｕとのエッチングスピード差が大きいために、図８のようなエッチング形状にはなりにくい。参考に、図１６は、図９に対応する電気配線部材の表面の光学顕微鏡写真である。Ｃｕ層３の幅とＣｕＮＯ系黒化層（２ａ，２ｂ）の幅がほぼ揃っており、Ｃｕ層３からの反射光が観察されない。

図１０と図１１は、黒化層としてＣｕＮＯ系黒化層（２ａ，２ｂ）以外のもの（Ｃｕよりもエッチングスピードが遅いものを仮に「黒化層２ｃ」，Ｃｕよりもエッチングスピードが速いものを仮に「黒化層２ｄ」と記載する）を用いた場合の、積層膜６のエッチング後の形状を拡大した工程断面図である。

黒化層として黒化層２ｃ（Ｃｕよりもエッチングスピードが遅いもの）を用いた図１０の例では、黒化層２ｃはなかなかエッチングされないため、その間にＣｕ層３のエッチングが進んでしまっているものである。Ｃｕ層３が広い面積にわたって除去されるため、銅配線が細くなり、その結果として電気抵抗が上がってしまう。参考に、図１７は、図１０に対応する電気配線部材の表面の光学顕微鏡写真である。Ｃｕ層３の幅に対して黒化層２ｃの幅が広く残っている。

逆に、黒化層として黒化層２ｄ（Ｃｕよりもエッチングスピードが速いもの）を用いた図１１の例では、黒化層２ｄのエッチングが進んでしまい、Ｃｕ層３の上又は下の主表面が露出してしまっている。そのため、黒化層の本来の目的であるＣｕ層（銅配線）の表面反射抑止が不十分となる。参考に、図１８は、図１１に対応する電気配線部材の表面の光学顕微鏡写真である。黒化層２ｄの幅細く削られており、Ｃｕ層３が露出し、Ｃｕ層３からの反射光が観察されている。

最終処理として、好ましくは、図１２に示すように、洗浄液を用いて残ったフォトレジスト層４ａを除去する。また好ましくは、図１３に示すように、基板１および積層膜６を保護層５で覆い、電気配線部材を外部からの水分や酸素から保護する。

なお、ＣｕＮＯ系黒化層（２ａ，２ｂ）が形成された場合の反射率は、ＣｕＮＯ系黒化層（２ａ，２ｂ）が形成されていない場合の反射率（Ｃｕ層３の反射率）よりも低い。これは、上述のように反射光が干渉作用により弱め合う効果もあるが、ＣｕＮＯ系黒化層（２ａ，２ｂ）自体に光の強度を減衰させる作用もあるからである。ＣｕＮＯ系黒化層（２ａ，２ｂ）が形成された場合の反射率は、例えば、Ｃｕ層３の反射率の６０％以下、より好ましくは３０％以下、さらに好ましくは１５％以下である。

本実施の形態にかかる電気配線部材の積層膜６の層構造は、ＣｕＮＯ系黒化層２ａ／Ｃｕ層３／ＣｕＮＯ系黒化層２ｂとしたが、これに限らず、少なくとも１層のＣｕ層と少なくとも１層のＣｕＮＯ系黒化層を含むものであれば同様に実施することができる。図１４は、本発明の他の実施の形態にかかる電気配線部材の断面図であり、図１４のようにＣｕＮＯ系黒化層２は、基材１に対して反対側のみに設けることもできる。この場合は、基材１に対して反対側のＣｕＮＯ系黒化層２がエッチング液に触れている時間が長いため、Ｃｕ層のエッチングスピードに近いＣｕＮＯ系黒化層２を用いることが必ずしもまっすぐな形状の開口を形成することには繋がらず、Ｃｕ層３のエッチングスピードに対して２〜５倍のエッチングスピードのＣｕＮＯ系黒化層２を用いることが好ましい。

図１５は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる電気配線部材の断面図であり、図１５のようにＣｕＮＯ系黒化層２は、Ｃｕ層３に対して視認者側のみに設けることもできる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前記・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

ＣｕＮＯ系黒化層のエッチングスピードを確認するために、様々な組成のＣｕＮＯ系黒化層を作製し、これをエッチング液に所定時間浸漬させ、ＣｕＮＯ系黒化層が溶出するまでにかかる時間を測定する試験を行った。

［試料作製］
厚さ５０μｍ、広さ２０ｍｍ×７０ｍｍのＰＥＴ基材上に厚さ７０ｎｍのＣｕＮＯ系黒化層（ＣｕＯ黒化層、ＣｕＮ黒化層、ＣｕＮＯ黒化層）をスパッタリングにより形成した試料を作製した。また比較のために、ＣｕＮＯ系黒化層の代わりにＮｉＣｕ黒化層を形成した試料も作製した。黒化層の形成時のスパッタリング条件は、次の通りである。
投入電力：９ｋＷ（９．４Ｗ／ｃｍ^２）

［エッチング試験］
室温の液体エッチャントを入れたビーカーに、試料を漬け込み、スパッタリングにより形成した黒化層が溶けるまでにかかる時間を確認した。測定の結果は、下記表１に示す通りであった。表１では、試料毎に、Ｃｕのエッチングに要した時間を１としたときのエッチングに要した時間を示している。表１中、「黒化層組成（原子％）」の欄は、Ｘ線光電子分光分析器（ＸＰＳ）により得られた各元素の存在割合を原子％で表したものである。その右隣の「ＣｕＮｘＯｙ表記」欄のｘ欄には、窒素原子の存在割合（原子％）を銅原子（Ｃｕ）の存在割合（原子％）で除した数値を記載している。また、「ＣｕＮｘＯｙ表記」欄のｙ欄には、酸素原子の存在割合（原子％）を銅原子（Ｃｕ）の存在割合（原子％）で除した数値を記載している。なお、試料番号２，３については、黒化層の形成に用いたガス種から、黒化層の化学式がＣｕＯであることが明らかであるので、ＸＰＳ測定はしていない。

［最大反射率測定試験］
また表１中、「最大反射率（％）」は、黒化層の光反射率であるが、詳細には次のように特定した。すなわち、黒化層をエッチングする前の各試料に、黒化層側から垂直に可視光線を照射し、この可視光線の波長を４００ｎｍ〜７００ｎｍまで走査したときに得られる最大の光反射率（％）を「最大反射率（％）」とした。反射率の測定に用いた機器は、分光測色計（品番：ＣＭ−３５００ｄ；ＫＯＮＩＣＡ ＭＩＮＯＬＴＡ社製）である。なお、最大反射率の測定に用いた試料は、上記エッチング試験で作製した試料とは、ＰＥＴ基材と黒化層との間にＣｕ層を挟んでいる点でのみ異なる。

［黒化層のＸＰＳ分析］
作製した試料（試料番号４〜１３）をＸ線光電子分光分析器（ＸＰＳ）により成分分析した。ＸＰＳ分析器の仕様は以下の通りである。

［装置仕様］
製品名：アルバック・ファイ社製Ｑｕａｎｔｕｍ２０００
Ｘ線源：ｍｏｎｏ−ＡｌＫａ（ｈｖ：１４８６．６ｅｖ）
検出深さ：数〜数十ｎｍ
取込確度：約４５°
分析領域：約２００μｍφスポット

［分析スパッタ条件］
イオン種：Ａｒ^＋
加速電圧：１ｋＶ
走査範囲：２×２ｍｍ
スパッタ速度：１．５ｎｍ／ｍｉｎ（ＳｉＯ_２換算値）

図１９は、ＸＰＳ分析により得られた、測定対象である被検膜の表面からの深さと、測定される原子密度（％）との関係の一例を示すものである。図１９のように、被検膜の表面は、表面酸化の影響で酸素リッチになっている。また、被検膜の表面からの深さが２０ｎｍ以上になると、下地層のＣｕの組成比増加が見られる。そこで、できるだけ黒化層そのものの組成を特定するために、本発明では、黒化層の組成比は、被検膜の表面から深さ７ｎｍ〜１３ｎｍ範囲内の任意の５点における組成比を平均することとした。

表１から分かるように、ＣｕＮＯ系黒化層ではないＮｉＣｕ黒化層を用いたサンプルでは、エッチング時間が１０以上となっているのに対して、ＣｕＮＯ系黒化層を用いた場合には、エッチング時間が小さく、すなわちＣｕのエッチング時間に近づいている。

表１から分かるように、ＣｕＯ黒化層を用いた場合には、エッチング時間が長くなっている傾向にあるため、また、最大反射率も高くなってしまっている傾向があるため、黒化層の材料としては、ＣｕＯよりも、ＣｕＮＯ、ＣｕＮが優れていると考えられる。

また表１から、ＣｕＮＯ黒化層のうち、０．０１≦ｘ≦０．０５および０．０１≦ｙ≦０．３５を満たすＣｕＮＯ黒化層（試料番号５〜１３）は、最大反射率を４０％未満に抑えられている。

図２０は、エッチング処理後の試料（試料番号１４）を、ＣｕＮ黒化層側から撮影したＳＥＭ写真である。図２０中、黒の両矢印で示した「Ａ」は、フォトレジスト層（図９の「４ａ」参照）の幅を示すものであり、フォトレジスト層が直線的に形成されていた箇所である。ところが、ＣｕＮ黒化層の端部は直線的なエッチング形状にならず、白色の矢印で示したようにエッチングが点から拡がったような痕跡となり、ＣｕＮ黒化層に蛇行形状が見受けられる。このように、黒化層の材料としてＣｕＮを用いた場合には、Ｃｕ層の線幅のコントロールが困難である。また、ＣｕＮ黒化層およびＣｕＮ層の幅が狙い値（上記Ａの幅）より太くなり、その分視認されやすくなる問題がある。

これに対して、図２１は、黒化層の材料がＣｕＮＯである例であり、エッチング処理後の試料（試料番号６）を、ＣｕＮＯ黒化層側から撮影したＳＥＭ写真である。図２１中、黒の両矢印で示した「Ａ」は、図２０の場合と同様にフォトレジスト層の幅を示すものである。図２１から分かるように、ＣｕＮＯ黒化層の端部は直線的なエッチング形状になっており、狙い通りのエッチングパターンが得られていることが分かる。したがって、黒化層の端部のエッチングコントロール性という観点においては、ＣｕＮ黒化層よりもＣｕＮＯ黒化層が優れていると考えられる。

以上のように、本発明では、黒化層の材料としてＣｕＮＯ系黒化層を用いることにより、Ｃｕ層が狭くなり過ぎることによる電気抵抗の上昇、或いは、黒化層が狭くなり過ぎることによるＣｕ層の露出、およびＣｕ層からの反射光の増大という問題を改善することができ、産業上の利用価値が非常に高いものである。

１ 基材
２，２ａ，２ｂ ＣｕＮＯ系黒化層
２ｃ，２ｄ 一般的な黒化層
３ Ｃｕ層
４ フォトレジスト層
５ 保護層
６ 積層膜
５０ スパッタリング装置
５１ 密閉筐体
５２ 基材巻き出しリール
５３ 基材巻き取りリール
５４ 隔壁
５５ 第１区画室
５６ 第２区画室
５７ 第３区画室
５８ Ｃｕターゲット材
５９ 導入口
６０ 導入口
６１ ピンチロール
６２ 内ドラム
６３ ピンチロール
６４ 導線
６５ コントローラ
６６ 低真空吸引口
６７ 高真空吸引口

Claims (10)

1. 基材の少なくとも一方の主面上に、Ｃｕ層とＣｕＮＯ系黒化層とを含む積層膜を形成する工程と、
   前記積層膜上の所定領域にレジスト層を形成する工程と、
   前記積層膜をエッチング液に接触させることにより前記積層膜の一部領域を除去する工程と、
   を有することを特徴とする電気配線部材の製造方法。
2. 前記ＣｕＮＯ系黒化層がＣｕＮＯ黒化層である請求項１に記載の電気配線部材の製造方法。
3. 前記ＣｕＮＯ黒化層がＣｕＮｘＯｙ層（０．０１≦ｘ≦０．０５，０．０１≦ｙ≦０．３５）である請求項２に記載の電気配線部材の製造方法。
4. 前記ＣｕＮＯ系黒化層を形成する工程は、少なくとも窒素ガスおよび酸素ガスが存在する雰囲気中でＣｕをスパッタリングすることにより行われるものである請求項２または３に記載の電気配線部材の製造方法。
5. 前記基材の少なくとも一方の主面上に、第１ＣｕＮＯ系黒化層、該第１ＣｕＮＯ系黒化層上にＣｕ層、該Ｃｕ層上に第２ＣｕＮＯ系黒化層が形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の電気配線部材の製造方法。
6. 前記積層膜中のＣｕＮＯ系黒化層の合計膜厚は、１０〜４００ｎｍである請求項１〜５のいずれかに記載の電気配線部材の製造方法。
7. 前記積層膜の一部領域を除去する工程により、前記積層膜をメッシュパターンにする請求項１〜６のいずれかに記載の電気配線部材の製造方法。
8. 基材と、
   該基材の少なくとも一方の主面上に形成されている、Ｃｕ層とＣｕＮＯ系黒化層と含む積層膜を有し、前記積層膜は、パターニングされていることを特徴とする電気配線部材。
9. 前記ＣｕＮＯ系黒化層がＣｕＮＯ黒化層である請求項８に記載の電気配線部材。
10. 前記ＣｕＮＯ黒化層がＣｕＮｘＯｙ層（０．０１≦ｘ≦０．０５，０．０１≦ｙ≦０．３５）である請求項９に記載の電気配線部材。